Какие виды компрессоров бывают?

Какие бывают виды компрессоров

Компрессор является агрегатом для сжатия и перемещения различных газов, в том числе и воздуха, на различные приборы и пневмоинструменты. Компрессорную технику широко применяют в промышленности, строительстве, медицине и т.д. Существующие виды компрессоров и их классификация определяют критерии эксплуатации данного оборудования.

Классификация компрессоров по принципу действия

По принципу действия компрессоры классифицируются на объемные и динамические.

Объемные

Это агрегаты, имеющие рабочие камеры, в которых происходит процесс сжатия газа. Сжатие происходит за счет периодического изменения объема камер, соединенных с входом (выходом) аппарата. Чтобы предотвратить обратный выход газа из агрегата, в нем устанавливают систему клапанов, которые открываются и закрываются в определенный момент наполнения и опорожнения камеры.

Динамические

В динамических компрессорах повышение давления газа происходит за счет ускорения его движения. В результате кинетическая энергия частиц газа превращается в энергию давления.

Важно! Динамические компрессоры отличаются от объемных открытой проточной частью. То есть, при зафиксированном вале его можно продуть в любом направлении.

Виды объемных компрессоров

Компрессорное оборудование объемного типа подразделяется на 3 группы:

• мембранные;
• поршневые;
• роторные.

Мембранные

Имеют в рабочей камере эластичную мембрану, как правило, полимерную. Благодаря возвратно-поступательным движениям поршня мембрана выгибается в разные стороны. В результате движений мембраны объем рабочей камеры меняется. Клапаны в зависимости от положения мембраны либо впускают воздух в камеру, либо выпускают.

Приходить в движение мембрана может от пневматического, мембранно-поршневого, электрического или механического привода.

Важно! В мембранных аппаратах воздух или газ в процессе перемещения через рабочую камеру не контактирует с другими узлами агрегата (кроме мембраны и корпуса). Благодаря этому на выходе получают газ высокой степени чистоты.

Поршневые

Благодаря наличию кривошипно-шатунного механизма поршень совершает возвратно-поступательные движения в рабочей камере, отчего ее объем то уменьшается, то увеличивается.

Поршневые компрессоры имеют установленные на рабочей камере односторонние клапаны, перекрывающие движение воздуха в обратном направлении. Несмотря на хорошую производительность, поршневые аппараты имеют и недостатки: достаточно высокий уровень шума и заметная вибрация.

Роторные

В роторных компрессорах сжатие воздуха происходит вращающимися элементами — роторами. Каждый элемент в зависимости длины и шага винта имеет постоянное значение сжатия, которое также зависит и от формы отверстия для выхода газа.

В таких компрессорах клапаны не устанавливаются. Также конструкция агрегата не содержит узлов, способных вызвать разбалансировку. Благодаря этому он может работать с высокой скоростью вращения ротора. При такой конструкции аппарата величина потока газа достигает высоких значений при небольших габаритах самого компрессора.

Роторные компрессоры подразделяются на несколько подвидов.

Безмасляные

Имеют ассиметричный профиль винта, повышающий КПД агрегата благодаря уменьшению утечек при сжатии газа. Для обеспечения синхронного встречного вращения роторов применяют внешнюю зубчатую передачу. Во время работы роторы не соприкасаются, и смазка им не требуется, поэтому выходящий из агрегата воздух не имеет никаких примесей. Для уменьшения внутренних утечек детали агрегата и корпус изготавливаются с высокой точностью. Также безмасляные аппараты могут быть многоступенчатыми, чтобы убрать разность температур воздуха на входе и выходе аппарата, которая ограничивает повышение давления.

Винтовые

Состоят из одного или нескольких винтов, которые находятся в зацеплении, установленных в герметичном корпусе.

Рабочее пространство создается между корпусом и винтами при их вращении. Данный вид компрессоров отличается хорошей производительностью и беспрерывной подачей воздуха. Для снижения трения между входящими в зацеп винтами, которое увеличивает износ деталей, применяется смазка. Если требуется получить сжатый воздух (газ) без примесей смазочных материалов, то применяются безмасляные винтовые аппараты. В последних, чтобы уменьшить силу трения, подвижные детали изготавливаются из антифрикционных материалов.

Зубчатые

Данные компрессоры еще называют шестеренчатыми, поскольку их главными деталями являются шестерни. Они при работе вращаются в противоположных направлениях, создавая между зубьями и стенками корпуса рабочую камеру.

При вхождении зубьев в зацепление на стороне выходного отверстия агрегата происходит уменьшение объема камеры, вследствие чего воздух под давлением выходит через патрубок. Компрессоры данного типа нашли широкое применение в ситуациях, когда не требуется подача воздуха или газа под высоким давлением.

Спиральные

Это разновидность безмасляных компрессоров роторного типа. Спиральные аппараты также сжимают газ в объеме, который уменьшается постепенно.

Главными элементами данного аппарата являются спирали. Одна спираль закреплена неподвижно в копрусе устройства. Другая подвижная, соединена с приводом. Сдвиг по фазе между спиралями равняется 180°, благодаря чему происходит образование воздушных полостей с изменяемым объемом.

Роторно-пластинчатые

Пластинчатый компрессор имеет ротор с прорезанными пазами. В них вставлено определенное количество подвижных пластин. Как видно из рисунка, приведенного ниже, ось ротора с осью корпуса не совпадает.

Пластины при вращении ротора перемещаются центробежной силой от его центра к периферии и прижимаются к внутренней поверхности корпуса. В результате происходит непрерывное создание рабочих камер, ограниченных соседними пластинами и корпусами ротора и аппарата. За счет смещенных осей изменяется объем рабочих камер.

Жидкостно-кольцевые

В данных агрегатах используюется вспомогательная жидкость. В статически закрепленном корпусе аппарата устанавливается ротор с пластинами.

Конструкционные особенности данного аппарата – это смещенные оси ротора и корпуса относительно друг друга. В корпус заливается жидкость, которая принимает форму кольца, прижимаясь к стенкам аппарата вследствие отбрасывания ее лопастями ротора. При этом происходит ограничение рабочего пространства, наполненного газом, между жидкостным кольцом, корпусом и лопатками ротора. Объем рабочих камер изменяется посредством вращающегося ротора со смещенной осью.

Важно! Чтобы перекачиваемый газ не уносил с собой частички жидкости, в жидкостно-кольцевых аппаратах устанавливают узел сепарации, отсекающий влагу из воздуха. Также на устройствах данного типа устанавливается система, обеспечивающая подпитку рабочей камеры вспомогательной жидкостью.

Виды динамических компрессоров

Аппараты с динамическим принципом действия разделяют на осевые, центробежные и струйные. Различаются они между собой типом рабочего колеса и направлением движения потока воздуха.

На заметку! Также динамические аппараты еще называют турбокомпрессорами, поскольку конструкция их напоминает турбину.

Осевые аппараты

В осевых компрессорах поток газа движется вдоль оси вращения вала через неподвижные направляющие и подвижные рабочие колеса. Скорость потока воздуха в осевом аппарате набирается постепенно, а преобразование энергии происходит в направляющих.

Для осевых компрессоров характерны:

• высокая скорость работы;
• высокий КПД;
• высокая подача потока воздуха;
• компактные размеры.

Центробежные агрегаты

Центробежные компрессоры имеют конструкцию, обеспечивающую радиальный выходной поток воздуха. Поток воздуха, попадая на вращающееся рабочее колесо с радиально расположенными крыльчатками, за счет центробежных сил выбрасывается к стенкам корпуса. Далее, воздух перемещается в диффузор, где и происходит процесс его сжатия.

Центробежные аппараты не имеют узлов с возвратно-поступательными движениями, поэтому обеспечивают равномерный поток воздуха, силу которого можно регулировать. Также данный тип агрегатов отличается долговечностью и экономичностью.

Струйные компрессоры

В аппаратах струйного принципа действия для увеличения давления газа (пассивного) используется энергия активного газа.

Для этого к устройству подводится 2 потока газа: один с низким давлением (пассивный), а второй – с высоким (активный). На выходе из устройства образуется газовый поток с давлением выше пассивного, но меньшим, чем у активного газа.

Важно! Отличительной особенностью струйных компрессоров является простота конструкции, отсутствие подвижных деталей, высокая надежность.

Классификация компрессоров по другим параметрам

Кроме классификации компрессоров по принципу сжатия, принято разделять данные агрегаты по следующим параметрам:

1. Тип привода. Компрессоры могут работать как с электродвигателями, так и с двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Соответственно, аппараты бывают с прямой передачей (коаксиальные) и с ременным приводом. Как правило, компрессор с прямым приводом – это агрегат бытового назначения. Коаксиальный компрессор привлекает потребителя доступной ценой и широко используются на дачах в гаражах и т.д., поскольку давление воздуха, выдаваемое аппаратом, не превышает 0,8 МПа. Если сравнивать бензиновый и дизельный компрессор, то последний является более надежным в эксплуатации. Также дизель имеет более простое устройство и легок в обслуживании.
2. Система охлаждения. Аппараты бывают с жидкостным и воздушным охлаждением или вообще без него.
3. Условия эксплуатации. Аппараты могут быть стационарными, работающими только в помещении от электросети, и передвижными (переносными), работа которых допускается на открытом воздухе и при низких температурах. Например, передвижные компрессоры с двигателем внутреннего сгорания широко используются в местах, где нет централизованного электроснабжения.
4. Конечное давление. По данному параметру аппараты подразделяют на четыре группы. Агрегаты низкого давления (0,15-1,2 МПа) используются в составе установок для сжатия газов (воздуха). Устройства среднего давления (1,2-10 МПа) применяются для разделения, транспортировки и сжижения газов в нефтеперерабатывающей, газовой и химической промышленности. Аппараты высокого давления (10-100 МПа) и сверхвысокого давления (свыше 100 МПа) используются в установках для синтеза газов.
5. Производительность. Указывается в единицах объема за определенных промежуток времени (м 3 /мин). Производительность агрегата напрямую зависит от таких параметров, как скорость вращения вала, диаметр цилиндра, длина хода поршня. По производительности принято разделять аппараты на 3 категории: малая – до 10 м 3 /мин; средняя – от 10 до 100 м 3 /мин; большая – свыше 100 м 3 /мин.

Кроме всего, компрессоры подразделяются в зависимости от области применения на агрегаты общего назначения, нефтехимические, химические, энергетические и т.д.

Компрессор. Виды и устройство. Работа и применение. Как выбрать

Компрессор – оборудование, которое служит для сжатия воздуха и подачи его для дальнейшего использования. Такая техника используется практически во всех отраслях промышленности и народного хозяйства. Появление компактных и мобильных устройств, позволило применять их в быту, и сейчас такой агрегат есть в хозяйстве у большинства домашних мастеров.

Виды компрессоров

Существует классификация такого оборудования по нескольким признакам.

По типу рабочей среды они могут быть:

• Воздушные. Самый распространенный вид. Такое оборудование сжимает воздух, после чего он применяется для разных целей, например для работы пневмоинстурмента и другого оборудования.

• Газовые. В этом случае, агрегаты используются для сжатия газов и их смесей, чаще всего они применяются для сжатия водорода и кислорода.

• Циркуляционные. С их помощью воздух или газ сжимаются, после чего циркулируют по замкнутому контуру.

• Аппараты многослужебного типа. Они способны одновременно сжимать несколько видов газов.
• Многоцелевые. Используются для сжатия газов по переменной схеме.

По типу конструкции:

• Поршневые. Это самая старая модификация, но она до сих пор является популярной и востребованной. Такое оборудование имеет двигатель внутреннего сгорания, в котором есть поршневая группа, и сжатие воздуха выполняется поршнем. Компрессор может приводиться в действие и при помощи электродвигателя. Самыми доступными являются аппараты небольшой мощности с одним поршнем.

• Мембранные. Они похожи на предыдущий тип, но здесь рабочим элементом является поршневая мембрана. Во время работы агрегата она колеблется и нагнетает воздух. Мембраны делают многослойными, чтобы увеличить их срок службы. Хотя такие приборы имеют производительность меньше, чем поршневые, но на выходе получается воздух без примесей.

• Роторно-винтовые. В таких конструкциях нет клапанов, поэтому винт имеет максимальные обороты. Чтобы обеспечить необходимое давление, рабочая камера должна быть большой. Мощность таких приборов может быть от 4 до 250 кВт, и они создают давление от 5 до 13 бар.

• Роторно-пластинчатые. Они имеют прямой приводной механизм, поэтому у них высокая производительность, надежность и большой срок службы. Ротор вращается со сравнительно небольшой частотой, поэтому мощность таких агрегатов в пределах 1-75 кВт, и они могут создавать давление до 10 бар.

Особенности устройства

Самым распространенным является поршневой компрессор:

Винтовые агрегаты имеют немного другое устройство:

• Основным рабочим элементом является винтовая пара.
• Всасывающий клапан.
• Фильтр.
• Электромотор.

Для того чтобы оборудование меньше нагревалось во время работы, на любых его типах дополнительно устанавливаются охлаждающие радиаторы. Для накопления сжатого воздуха, могут быть встроенные ресиверы или они устанавливаются отдельно.

Принцип действия

Независимо от типа конструкции, любой компрессор имеет одинаковый принцип действия: воздух засасывается в рабочую камеру, где он сжимается до определенного давления, после чего открывается выпускной клапан и сжатый воздух подается напрямую к потребителю или накапливается в ресивере.

В зависимости от типа устройства компрессора, воздух может нагнетаться поршнем, мембраной или винтовой парой. Лопастные приборы будут подавать сжимаемый воздух в непрерывном режиме, так как увеличивают скорость потока за счет вращения лопастей. В объемных агрегатах воздух подается в пульсирующем режиме. Есть большой выбор видов, поэтому всегда можно подобрать тот, который соответствует предъявляемым требованиям.

Область применения

Сжатый воздух необходим для многих технологических процессов, поэтому такое оборудование используется на разных предприятиях. В зависимости от того, для чего используется воздух, к его качеству предъявляются разные требования. Приборы, применяемые в медицине, электронной промышленности, должны подавать воздух без примесей.

Области применения компрессоров:

• Нефтехимическое производство, часто наличие примесей в сжатом воздухе может быть опасным, поэтому к его качеству высокие требования.
• Пищевая промышленность.
• Медицина.
• Строительство.
• Металлургия.
• Машиностроение.
• Сельское хозяйство.

Широкое применение такое оборудование нашло и в быту:

• Для накачивания шин автомобиля, мячей, матрасов, лодок, бассейнов и т.д.
• Подключив продувочный пистолет, можно убрать в машине, очистить двигатель или радиатор.
• При помощи моющего пистолета, можно мыть не только автомобиль, но и любые другие предметы.
• Во время ремонта, с помощью краскопульта можно красить, белить.
• Для работы пневмоинструментов: отбойный молоток, шуруповерт, дрель, гвоздезабивной пистолет, пневмопила.
• С помощью специальной насадки, можно прочищать канализационные, водосточные трубы.
• На даче пневматическими ножницами можно легко стричь кусты и обрезать деревья.

Как выбрать компрессор

Несмотря на большое разнообразие моделей компрессоров, при совершении выбора, нужно обращать внимание на:

• Давление воздуха, оно может указываться в барах или атмосферах, для бытового использования достаточно 4-12 атмосфер.
• Производительность, этот параметр измеряют в литрах за минуту, для использования в быту достаточно 350 л/мин.
• Мощность силовой установки, этот показатель характеризует мощность двигателя, для бытовой техники достаточно его показателей в пределах 0,8-2,5 кВт.
• Вес и габариты, в зависимости от мощности, производительности и размеров, такие устройства могут иметь вес от нескольких килограмм, до нескольких сотен килограмм, чем больше агрегат, тем он менее мобильный.
• Объем ресивера, бак для накопления сжатого воздуха у бытовых приборов обычно не превышает 50 литров, а у профессиональных, он оставляет 100 и более литров.

Чем больше будет размер и объем ресивера, тем стабильнее будет давление воздуха на выходе, особенно это касается поршневых аппаратов, так как они работают в пульсирующем режиме. Выбирая компрессор, надо покупать тот, мощность и производительность которого будет минимум на 30% больше, чем требуется для выполнения работ.

Плюсы и минусы

Так как существует два основных типа компрессоров: винтовые и поршневые, рассмотрим преимущества и недостатки каждого вида.

Плюсы поршневых приборов:

• Удобны для кратковременной подачи сжатого воздуха.
• Могут работать в сложных условиях, поэтому используются в таких загрязненных помещениях как угольные, фасовочные склады, места помола зерна и другие сферы.
• Эффективно используется при необходимости сжатия агрессивных газов.
• Является оптимальным вариантом, когда надо производительность не более 200 л/мин.
• В промышленности его выгоднее использовать, чем винтовые аналоги.
• Доступная стоимость.

Недостатки таких устройств:

• Высокие энергозатраты.
• Необходимо часто проводить техническое обслуживание, обычно это делают не реже, чем через 500 часов работы.
• Во время работы создается много шума и вибрация.

Винтовые устройства являются более современным оборудованием, среди их преимуществ надо отметить следующие:

• Низкий уровень шума и вибрации.
• Сравнительно небольшой вес и размеры.
• Мобильность.
• Получается более чистый воздух.
• Могут работать в непрерывном режиме длительное время.
• Небольшое энергопотребление.
• Есть возможность плавно регулировать производительность.

Имеет винтовой компрессор и некоторые недостатки:

• Более сложное устройство.
• Высокая стоимость.

Интересные факты

• В документации к отечественному и зарубежному оборудованию, часто производительность указывается по-разному. В зарубежных моделях указывают объем забираемого воздуха, а он на 30% больше, чем на выходе. Приобретая зарубежные аппараты, надо добавлять эту величину, чтобы получить необходимую производительность.
• Если оборудование должно работать длительный период времени, то лучше покупать винтовые устройства, но включать и выключать их часто нельзя. Для кратковременной подачи сжатого воздуха, лучше установить поршневые компрессорные агрегаты.
• Учитывайте, к какой сети будет подключаться прибор: одно- или трехфазной и в соответствии с этим, делайте его выбор.
• Для автосервиса или мебельного производства, лучше приобретать поршневые аппараты с ременной передачей, хотя они и более шумные, но имеют больший срок службы и высокую надежность.

Компрессор является таким оборудованием, которое используется в самых различных промышленных сферах и в народном хозяйстве.

Современные типы компрессоров: поршневые, воздушные, винтовые.

Назначение каждого типа компрессоров состоит в сжатии газов и перемещении их к потребителям по трубопроводным системам.

Другими словами компрессор — это оборудование, назначение которого состоит в повышении давления (за счет сжатия) и перемещении газообразных веществ.

Компрессорные машины и установки, применяемые для отсасывания газа из емкостей с вакуумом, сжимающие газ до атмосферного или несколько большего давления, называют вакуум-насосами.

Содержание статьи

Основными величинами (параметрами), характеризующими работу компрессора, являются объемная подача, начальное давление и конечное давление, частота вращения и мощность на валу компрессора.

Поршневой тип компрессора

Основными элементами поршневого типа компрессоров являются рабочий цилиндр и поршень, а так же всасывающий и нагнетательный клапаны, расположенные в крышке цилиндра.

Поршневой тип компрессора характерен возвратно-поступательном движении поршня, при этом осуществляются фазы процесса: расширение, всасывание, сжатие и выталкивание.

Способ действия поршневого компрессора, основанный на вытеснении газа поршнем, позволяет строить конструкции с малым диаметром и ходом поршня, развивающие высокое давление при относительно малой подаче.

На рабочей камере такого оборудования устанавливается обратный клапан, препятствующий обратному движения газа.

Недостатком этого типа оборудования являются высокий шум и вибрация при работе.

Основные типы воздушных компрессоров.

В современные типы компрессоров воздушных установок входят роторный, центробежный и осевой агрегаты.

Роторный компрессор.

При вращении массивного ротора 2, в продольных пазах которого могут свободно перемещаться стальные пластины 3, газ захватывается в межлопастные пространства, переносится от всасывающего патрубка 4 к напорному 5 и вытесняется в трубопровод.

Вал роторного компрессора может соединяться с валом приводного двигателя непосредственно, без редуктора. Это способствует малому весу установки.

Центробежный компрессор

Принцип действия этого компрессора похож на принцип работы центробежного насоса.

Вал центробежного компрессора соединяется с валом приводного двигателя (электродвигателя) напрямую или через механическую передачу, передающую частоту вращения вала компрессора. Этим достигается уменьшение размеров компрессора, снижается его масса и стоимость.

Осевой компрессор

На рисунке обозначено:
1 – рабочие лопасти;
2 – ротор;
3 – направляющие лопасти

Конструкция состоит из массивного ротора с несколькими венцами рабочих лопастей и корпуса, несущего венцы неподвижно направляющих лопастей.

Газ всасывается в приемочный патрубок и, двигаясь в осевом направлении, сжимается последовательно в лопастных ступенях компрессора.

Через напорный патрубок вытесняется в трубопровод, ведущий к потребителям. Привод осевых компрессоров – от электродвигателей, паровых и газовых турбин.

Винтовой тип компрессоров.

Компрессор винтового типа выделяется надежностью и большим ресурсом работы при низких значениях уровня шума и вибрации.

Принцип работы такого оборудования основывается на вращении двух винтов – роторов. Ротора вращаются друг навстречу другу. При вращении винтов создаются области разряжения, в которые всасывается воздух. Воздух проходит через входной фильтр – происходит очищение, смешивание с маслом, охлаждение.

Полученная смесь следует за движением винтов. Затем отделитель сепарирует масло от воздуха, который выходит из компрессора под давлением.

Винтовой компрессор не требует постоянного обслуживания, он быстро монтируется на раму без специально обустроенного фундамента.

Кроме того к преимуществам таких агрегатов относится небольшой вес, компактные размеры, долговечность и высокая надежность.

Область применения и классификация.

В промышленности компрессорное оборудование начали использовать с середины девятнадцатого века. Сначала они появились в Европе, а затем и в России.

Если компрессор соединить с приводом и каким-то дополнительным оборудованием, например газоохладителем, то получится компрессорная установка.

Многие виды компрессорных установок находят применение в технологических процессах в химической, нефтехимической, газовой сфере, в металлургии и пищевой промышленности и во многих других областях, вплоть до бытовой – например автомобильный компрессор.

Компрессоры монтируются как стационарно, так и в состав передвижных установок – прицепов.

Основные типы компрессоров:

Газовые – используются для сжатия газа или смеси газов. В зависимости от используемого газа они бывают кислородные, аммиачные, водородные и т.д.

Воздушные – используются для сжатия воздуха.

Циркуляционные – необходимы для обеспечения циркуляции газа в замкнутом технологическом процессе.

Многоцелевые – используются для попеременного сжатия различных газов.

Кроме того современные типы компрессорных установок, принято разделять по следующим параметрам:

По типу привода. Компрессоры могут работать с электродвигателем или с двигателями внутреннего сгорания. Соответственно, они бывают с прямой передачей (коаксиальные) и с ременным приводом. Коаксиальный компрессор выигрывает благодаря доступной цене и покупается для работы на даче в гараже и т.д., поскольку давление воздуха, выдаваемое аппаратом, не превышает 0,8 МПа.

По системе охлаждения. Бывает с жидкостное и воздушное охлаждение, либо вообще без охлаждения.

По условиям эксплуатации. Компрессоры могут быть стационарными, работающими только в помещении от электросети, или передвижными (переносными), которые работают на открытом воздухе и/или при низких температурах.

По давлению. По давлению такое оборудование подразделяется на четыре группы. Агрегаты низкого давления (0,15-1,2 МПа) используются в составе установок для сжатия газов (воздуха). Устройства среднего давления (1,2-10 МПа) применяются для разделения, транспортировки и сжижения газов в нефтеперерабатывающей, газовой и химической промышленности. Аппараты высокого давления (10-100 МПа) и сверхвысокого давления (свыше 100 МПа) используются в установках для синтеза газов.

По производительности. Производительность агрегата напрямую зависит от конструкционных параметров, таких как скорость вращения вала, диаметр цилиндра, длина хода поршня. По производительности принято разделять аппараты на 3 категории: малая – до 10 м 3 /мин; средняя – от 10 до 100 м 3 /мин; большая – свыше 100 м 3 /мин.

Для работы этого типа оборудования необходим двигатель. Основные типы приводов компрессоров и установок:

Электродвигатель или электропривод – устанавливается на оборудование небольшой мощности. Асинхронные двигатели устанавливаются на модели мощностью до 1000 кВт, синхронный привод устанавливается на оборудование мощностью до 6300 кВт.

Газотурбинный привод – в этом случае в качестве источника энергии используется газовая турбина. Устанавливается, когда несколько компрессоров установлены на одной станине и объединены одним коленчатым валом.

ДВС привод. В качестве привода используется двигатель внутреннего сгорания. Такой привод устанавливается на передвижные установки.

Видео: основные типы компрессоров

В соответствии со способом действия компрессоры можно разделить на три основные группы: объемные, лопастные и струйные.

При классификации по конструктивному признаку объемные типы компрессоров подразделяются на поршневые и роторные, а лопастные – на центробежные и осевые. Возможно также разделение на группы в зависимости от рода перемещаемого газа, вида привода, назначения компрессора.

Назначение и классификация компрессоров

С развитием технологий темпы производства растут, технологические процессы усложняются, а применяемое оборудование совершенствуется. Сейчас компрессоры повсеместно используются в машиностроении, металлургии, химической, газовой и других отраслях промышленности. В этой статье специалисты компании «ГенеТЭК» поделятся с вами своими знаниями о назначении данного оборудования, его классификации и устройстве.

Что это такое?

Компрессор — это оборудование для подачи газа под высоким давлением. Кузнечные мехи, выполняющие ту же функцию, были изобретены задолго до появления электричества. Несмотря на все разнообразие компрессоров 21 века, газ сжимается в них все по тому же принципу. Нынешнее оборудование отличают развитая конструкция и возможность работы с токсичными и взрывоопасными веществами.

Классификация компрессоров по принципу действия

Данные устройства разнообразны в своем исполнении. Механизм сжатия влияет на характеристики выходящего газа, что дает возможность максимально адаптировать оборудование под производственные нужды.

Более общая классификация опирается на принцип функционирования компрессора. Устройство может нагнетать газ фиксированным объемом или постоянным потоком. В первом случае модель называют объемной, во втором — динамической. Рассмотрим каждую группу подробнее.

Объемные компрессоры

Принцип их работы основан на попеременном заполнении камеры компрессора газом и последующим его вытеснением. Производительность объемных компрессоров зависит от частоты рабочих ходов. Данного рода оборудование зачастую применяется для закачки газа в ресиверы.

Производят следующие виды объемных компрессоров:

• поршневые,
• винтовые,
• кулачковые,
• спиральные,
• пластинчато-роторные,
• жидкостно-кольцевые,
• мембранные.

Поршневые

В конструкцию данного оборудования входят те же узлы, из которых состоит двигатель внутреннего сгорания: рабочий цилиндр, закрепленный на шатуне поршень, коленчатый вал, всасывающий и нагнетательный клапаны. Однако работает компрессор иначе. Коленвал посредством воздействия на закрепленный на нем шатун приводит поршень в действие. Тот, совершая возвратно-поступательные движения, сначала втягивает, а затем сжимает и выталкивает газ из цилиндра.

Существуют модели одинарного и двойного действия. В последнем случае поршень уменьшенной толщины разделяет цилиндр на две части. При работе устройства одна часть камеры сжимает газ, а другая при этом наполняется. Таким образом, за один оборот вала в камере происходят сразу два цикла сжатия.

Винтовые

В отличие от поршневых компрессоров обладают меньшим размером, повышенной устойчивостью и большей производительностью. В основе конструкции — винты в зацеплении. При их движении внутри цилиндра формируется подвижная камера. Интенсивная работа винтов предполагает быстрый износ деталей, для предотвращения которого зачастую применяют дополнительную масляную смазку.

Кулачковые

Механизм работы таких компрессоров завязан на бесконтактном взаимодействии двух синхронно вращающихся роторов. Поток газа в устройстве движется перпендикулярно их осям. Для правильного функционирования форма роторов должна быть такой, чтобы они не создавали между собой промежутка при вращении. Таким образом, подобные компрессоры могут быть двух- и трехкулачковыми.

Спиральные

Нагнетание газа в этих компрессорах происходит благодаря двум спиралям. В процессе работы одна из них остается неподвижной, а другая, не вращаясь, совершает эксцентрические движения. Благодаря этому происходит движение потока газа по компрессору и непосредственное нагнетание вещества.

Пластинчато-роторные

Среди их преимуществ можно отметить компактность, отсутствие вибрации и низкий уровень шума при работе. Воздух нагнетается с помощью ротора с продольными пазами, внутри которых расположены подвижные пластины (шиберы). Механизм эксцентрично закреплен в корпусе (статоре) устройства. Это делается для того, чтобы при вращении центробежная сила прижимала пластины и образовывала подвижные камеры. При предельном выходе шиберов возникает разрежение и последующий впуск нагнетаемого вещества. На этапе сжатия газа объем полости уменьшается до достижения максимального показателя.

В роторно-пластинчатом компрессоре физические законы работают без постороннего вмешательства, в чем и заключается его надежность и простота. Конструктивное решение устройства обеспечивает постоянную смазку подвижных элементов, что позволяет исключить их сухой контакт, который может возникнуть при длительном простое оборудования, и снизить риск преждевременного выхода из строя. Даже износ пластины, который является неизбежным при длительной работе компрессора, не влияет на его производительность, так как компенсируется воздействием центробежной силы. Масляная пленка в сочетании с плотно прижатым шибером создает безупречную герметизацию и предотвращает потерю эффективности устройства. Долголетию оборудования также способствует отсутствие опорных подшипников и низкооборотистый мотор с прямым приводом.

Жидкостно-кольцевые

Название этого вида компрессоров говорит само за себя. Для работы такому оборудованию требуется вспомогательная жидкость. Когда ротор приходит в движение, она перемещается к стенкам статора и принимает кольцеобразную форму. При этом газ напрямую контактирует с жидкостью, частицы которой выходят вместе с ним. Для этого в конструкции устройства представлен узел сепарации. Обычно это оборудование используется для подачи газа, в котором изначально присутствует какое-то количество жидкости.

Мембранные

Могут работать круглосуточно и почти не требуют ремонта. В них установлена эластичная мембрана из полимерного материала, которая функционирует по принципу поршня. Во время нагнетания она сгибается в разные стороны и меняет объем камеры. Таким образом, перекачиваемый газ не соприкасается ни с чем, кроме мембраны и корпуса, и выходит чистым.

Динамические компрессоры

В основе конструкции таких устройств лежит лопаточная машина. Газ, двигаясь по системе роторов и статичных профилированных каналов корпуса, приводит ее в движение. Линии нагнетания и всасывания в таких устройствах сообщаются друг с другом, благодаря чему поток воздуха в системе движется беспрерывно. При этом производительность компрессора напрямую зависит от силы вращения ротора. Основное применение данных устройств — вентиляция и кондиционирование.

Динамические компрессоры делятся на следующие виды:

• осевые,
• центробежные.

Осевые

Данные компрессоры включают в себя чередующиеся лопаточные решетки ротора и статора. Первые называются рабочими колесами. Они представляют собой подвижные лопатки, крепящиеся к валу. Вторые — направляющие аппараты. Их лопаточные решетки статичны. Комплекс из рабочего колеса и направляющего аппарата называется «ступенью», а расстояние между двумя рядом находящимися лопастями — «межлопаточным каналом». Он относится к диффузорному типу. Это означает, что диаметр вписанных в него окружностей постепенно расширяется, двигаясь от передней кромки к задней.

В результате газовые частицы, оказавшиеся внутри рабочего колеса, подвергаются воздействию лопастей и выстраиваются в поток, движущийся по оси роторного вращения. После прохождения рабочего колеса воздух подается в направляющий аппарат. Благодаря такому свойству межлопаточного канала, как диффузорность, движение потока тормозится. Вследствие этого растет статическое давление. Межлопаточный канал имеет определенную кривизну, поворачивающую поток под нужным углом, чтобы улучшить подачу воздуха в последующее рабочее колесо. В итоге на каждом новом этапе давление потока повышается, его скорость внутри рабочего колеса увеличивается, а внутри направляющего аппарата — уменьшается. Тем не менее элементы прибора и компрессор в целом спроектированы так, чтобы воздух подавался с замедлением.

Центробежные

Основа этих компрессоров — рабочее колесо. На нем закреплены лопатки, уходящие от центра к краям. По их типу рабочие колеса делят на радиальные (с ровными лопатками) и реактивные (с изогнутыми лопатками). Вторые обладают более высокими характеристиками, особенно степенью сжатия.

Газ идет вдоль оси двигателя центробежного компрессора через рабочее колесо. С помощью диффузорного межлопаточного клапана он совершает поворот в радиальном направлении. Центробежная сила, создаваемая в рабочем колесе, повышает давление газа. После выхода нагнетаемое вещество попадает в диффузор, где происходит последующее торможение и преобразование его кинетической энергии во внутреннюю.

Другие классификации

Компрессоры подразделяются по области применения: энергетические, химические, холодильные и др.

Оборудование делят и в зависимости от типа сжимаемого газа: хлорные, азотные, воздушные и др.

Существует классификация компрессоров в соответствии со сферой использования: холодильные, энергетические и др.

По давлению на выходе устройства делятся на следующие виды:

• вакуум-компрессоры (газодувки);
• компрессоры низкого давления — от 0,15 до 1,2 МПа;
• компрессоры среднего давления — от 1,2 до 10 МПа;
• компрессоры высокого давления — от 10 до 100 МПа;
• компрессоры сверхвысокого давления — более 100 МПа.

Производительность данного устройства исчисляется в единицах объема сжимаемой среды в минуту. Она зависит от диаметра цилиндра, длины хода поршня и скорости вращения вала. Производительность компрессора может быть:

• малой — до 10 м3 /мин.;
• средней — от 10 до 100 м3 /мин.;
• большой — свыше 100 м3 /мин.

Преимущества аренды компрессоров в компании «ГенеТЭК»

Компрессор — это устройство, покупка и обслуживание которого обходятся дорого. На сегодняшний день профессионалы рекомендуют воздержаться от его приобретения. Вместо этого они советуют арендовать компрессоры у специализированных компаний.

ООО «ГенеТЭК» работает на рынке уже 10 лет. Компания предоставляет аренду качественное оборудование европейского и японского производства на выгодных условиях. Мы подберем нужный компрессор, подходящий под ваши нужды, а также осуществим его доставку и работы по разгрузке.

Наша компания ценит своих клиентов и настроена на продолжительное сотрудничество. Мы предлагаем бесплатные услуги по транспортировке оборудования по Москве и области при аренде на 3 месяца и дольше. Проверьте исправность компрессора перед отгрузкой и убедитесь, что «ГенеТЭК» работает честно.

По всем вопросам обращайтесь по телефону +7 (495) 120-27-47.

Выбираем компрессор для пневмоинструмента

Пневматический компрессор: назначение и виды.

Прошли те времена, когда пользование пневматическим инструментом было прерогативой заводов и крупных мастерских при автобазах. Сегодня пневмоинструмент доступен любому желающему и многие уже успели оценить по достоинству его положительные стороны. Пневмоинструмент не боится влаги и пыли, неприхотлив, надежен и имеет заметно большую удельную мощность, чем его электрические собратья. Кроме того, пневматический инструмент не боится запредельных нагрузок – если электродрель при заклинивании сверла запросто может сгореть, пневмодрель просто остановится и запустится сразу, как пропадет нагрузка. Неудивительно, что поклонников у пневматического инструмента с каждым годом все больше. Но есть у пневмоинструмента и минус: розетку можно найти на каждом углу, а вот сжатый воздух в квартиры, гаражи и частные дома пока не раздают. Необходимо приобретать компрессор.

Наиболее эффективным видом компрессоров является винтовой, в которых воздух нагнетается винтами. Но, к сожалению, нужное для работы пневмоинструмента давление создается только при работе большими винтами, приводимыми в действие мощными трехфазными двигателями. Поэтому винтовые компрессоры используются на крупных промышленных предприятиях, а частным лицам и небольшим мастерским остается довольствоваться поршневыми.

В этих компрессорах сжатие воздуха производится, как следует из названия, поршнями, приводимыми в движение с помощью кривошипно-шатунного механизма. Эффективность таких компрессоров много ниже, за счет того, что большая часть энергии расходуется на преодоление трения между поршнем и цилиндром. Соответственно, износ этих деталей также возрастает и срок службы поршневых компрессоров много ниже, чем у винтовых. В масляных компрессорах для снижения трения используется масло, такие компрессора служат в несколько раз дольше безмасляных, но имеют одну особенность, которая часто оборачивается большим недостатком: в сжатом воздухе на выходе масляных компрессоров в довольно большом количестве присутствует масло.

Маслоотделители частично справляются с этой проблемой, но не до конца, и, если вам нужен чистый воздух, масляный компрессор вам не подойдет. Это актуально не только для медицинских учреждений. При тонкой работе краскопультом (например, когда краскопульт используется для аэрографии), при продувке деталей от пыли, при использовании плазменного резака – наличие масла в сжатом воздухе недопустимо. А вот при работе прочего пневмоинструмента – дрелей, гайковертов, граверов и т.п. – наличие масла в воздухе даже полезно: оно обеспечивает смазку вращающихся частей инструмента.

Еще один минус масляных компрессоров – они требуют контроля за уровнем и состоянием масла. Масло нужно подливать (любое масло тут не сойдет, требуется именно недешевое компрессорное), а при его загрязнении – и менять.

По типу привода компрессоры делятся на коаксиальные и ременные. В коаксиальных коленвал компрессора жестко соединен с валом двигателя. Простота этой конструкции обеспечивает её дешевизну, чего не скажешь о надежности: такой вариант чреват частыми пиковыми нагрузками на двигатель, что плохо сказывается на его долговечности. В ременных компрессорах двигатель, с помощью ременной передачи раскручивает маховик, на оси которого и закреплен коленвал. Такая конструкция обеспечивает более мягкую работу двигателя, продляя срок его службы.

Кому нужен компрессор?

Всем, кому нужен в работе тот или иной пневмоинструмент:

– работникам мастерских по ремонту бытовой техники

– работникам лакокрасочных цехов

– строителям и монтажникам

– малярам и оформителям

Да и если у вас есть гараж и вы сами проводите кое-какие работы с автомобилем, то либо компрессор и пневмоинструмент у вас уже есть, либо вы еще просто не знаете, насколько их наличие облегчит вам работу.

Характеристики компрессоров.

Независимо от того, ременный или коаксиальный, масляный или безмасляный компрессор вы приобретаете, у всех у них есть некоторые общие характеристики, на которые необходимо обратить пристальное внимание перед покупкой:

Мощность. Чем выше мощность мотора, тем выше производительность, и, соответственно тем больше потребителей можно подключать к компрессору и тем они разнообразнее. Как подобрать мощность? Лучше подбирать её не напрямую, а по требуемой производительности и максимальному давлению. Эти же параметры подбираются исходя из того, какие инструменты и в каком количестве будут одновременно использоваться с компрессором.

Пневмоинструмент и необходимые ему параметры компрессора.

Инструмент	Давление (бар)	Производительность (л/мин)
Краскопульт	3-6	250-400
Подкачка шин	3	50
Шлифмашина	6-7	180-450
Продувочный пистолет	4	150-200
Пескоструйный пистолет	8	250
Угловой гайковерт	6-7	85-250
Ударный гайковерт	6-7	250-450
Дрель	6-7	100-300
Гвоздезабивной пистолет	6-7	100-350

Производительность компрессора – это объем воздуха, выдаваемый им в минуту. Для определения производительности компрессора просуммируйте требуемую производительность всех одновременно работающих инструментов. При подборе компрессора надо иметь в виду, что в паспорте обычно указывается объем всасываемого воздуха в идеальных (20 градусов Цельсия) условиях. На выходе компрессора, из-за потерь воздуха в компрессоре и из-за отличающихся условий эксплуатации производительность может быть на 20-30% ниже заявленной. Поэтому производительность выбранного компрессора должна быть на 30% выше необходимой для работы имеющихся инструментов.

Давление. Рабочее давление компрессора также подбирается исходя из требований используемого инструмента. Неважно, сколько инструментов будет использоваться одновременно – выбирайте максимальное требуемое давление. Это и будет рабочее давление компрессора. Для некоторых инструментов (например, краскопультов, продувочных пистолетов, для накачки шин) избыточное давление противопоказано. Если предполагается использование такого инструмента, будет желательно наличие регулировки давления. Наличие манометра будет нелишним в любом случае – он позволит убедиться, что компрессор действительно работает и создает требуемое давление.

Объем ресивера. Ресивером называется металлический резервуар, служащий для хранения некоторого запаса сжатого воздуха. Чем больше объем ресивера, тем реже будет включаться компрессор, т.е. увеличение объема ресивера снижает нагрузку на компрессор и двигатель. Обратной стороной большого ресивера является то, что компрессору нужно некоторое время для создания в нем рабочего давления. Если мощность компрессора невысока, да еще и идет отбор давления каким-либо работающим инструментом, давление в большом ресивере (следовательно, и на выходе компрессора) может набираться очень долго. Поэтому увеличение объема ресивера должно сопровождаться соответственным увеличением производительности и мощности. Исключение составляет тот случай, когда от компрессора периодически требуется непродолжительная, но высокая производительность: например, при использовании ударного гайковерта. Он требует производительность от 300 л/м, но если подключить его к компрессору производительностью в 200 л/м с большим (50л) ресивером, этого будет достаточно, чтобы гайковерт запустился и некоторое время проработал.

Наличие на компрессоре защиты от перегрева также крайне желательно. Никакой поршневой компрессор не может работать непрерывно в течение долгого времени. Наличие ресивера соответствующего объема дает компрессору возможность периодического «отдыха» для охлаждения, но если отбор воздуха близок к производительности компрессора, то перерывы между включениями становятся слишком короткими и компрессор не успевает остыть. Если же отбор воздуха превышает производительность компрессора, двигатель вообще не будет выключаться. Это может привести к перегреву компрессора и выходу его из строя. Именно поэтому компрессор всегда должен иметь запас по производительности.

Вес компрессора бывает довольно значительным – до 100 килограмм! Если компрессор предполагается установить стационарно и подключить к магистрали (например, в гараже) то вес не так важен. А вот если компрессор предполагается использовать в разных местах, и необходима его мобильность, стоит сделать выбор в сторону более легкой модели. Или, хотя бы, оснащенной колесами.

Компрессоры – одни из самых шумных видов электрического оборудования. Даже если ваш компрессор будет использоваться на производстве, помните о том, что продолжительное воздействие на человека шума уровнем выше 80 дБ – вредно. Если же компрессор предполагается использовать возле жилья, тем более следует озаботиться подбором модели с меньшим уровнем шума.

Варианты выбора.

Если вам нужен дешевый простой компрессор для периодической непродолжительной работы краскопультом и продувочным пистолетом, выбирайте из недорогих безмасляных компрессоров с коаксиальным приводом. Такие предлагаются в диапазоне от 7000 до 9000 рублей

Если вам нужен компрессор для работ с использованием гайковертов, дрелей, заклепочных и гвоздезабивных пистолетов, обратите внимание на недорогие масляные компрессоры средней мощности с хорошим объемом ресивера. Такая модель обойдется вам в 7000-12000 рублей.

Если вы занимаетесь оформительскими работами и предполагаете использовать пескоструйный пистолет, вам нужен компрессор, с соответствующей производительностью и рабочим давлением. Такой компрессор будет стоить от 8000 рублей.

Если вы – владелец автомастерской и предполагаете одновременное использование 2-3 гайковертов, вам потребуется масляный компрессор с большой производительностью и немаленьким объемом ресивера. Но и стоить он будет немало – от 28000 рублей.